(57)【要約】【課題】露光手段または装置本体で発生した熱を電気に変換し、有効利用することができる構成のアライメント装置を提供する。【解決手段】本発明では、マスクのパターンをウエハに露光する露光手段を備えた構成のアライメント装置において、露光手段または装置本体で発生した熱を電気に変換する熱電変換手段を備えたことを特徴とする。一例としては、露光手段である光照射装置２０のランプ２１の熱を直接受けるランプハウス２９の集熱板３０（あるいは光照射装置内の反射ミラー、放熱板、伝熱板等）に、熱を電気に変換する熱電変換素子（例えば熱電半導体素子）３１を備えた構成とする。これにより、熱電変換素子３１でランプ２１の熱を電気に変換することが可能となり、廃熱（エネルギー）を捨てることなく有効に利用することができる。【選択図】図２
2005353982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アライメントマークを検出するアライメントマーク検出手段と、露光用パターンが形成されたマスクを固定するマスク固定手段と、ウエハを固定するウエハチャック手段と、前記ウエハチャック手段を載置したステージをＸ，Ｙ，Ｚ，θの各方向に移動するステージ移動手段と、前記マスクのパターンを前記ウエハに露光する露光手段とを備えた構成のアライメント装置において、
前記露光手段または装置本体で発生した熱を電気に変換する熱電変換手段を備えたことを特徴とするアライメント装置。
【請求項２】
請求項1記載のアライメント装置において、
前記熱電変換手段が、熱電半導体素子であることを特徴とするアライメント装置。
【請求項３】
請求項２記載のアライメント装置において、
前記熱電半導体素子が、前記露光手段である光照射装置に接続されていることを特徴とするアライメント装置
【請求項４】
請求項３記載のアライメント装置において、
前記光照射装置に接続された熱電半導体素子は、前記光照射装置のランプハウスの防熱板または集熱板に接続されていることを特徴とするアライメント装置。
【請求項５】
請求項３記載のアライメント装置において、
前記熱電半導体素子は、前記光照射装置の反射ミラーに接続されていることを特徴とするアライメント装置。
【請求項６】
請求項３記載のアライメント装置において、
前記熱電半導体素子は、前記光照射装置の内部に設けた放熱板または集熱板あるいは伝熱板に接続されていることを特徴とするアライメント装置。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれか一つに記載のアライメント装置において、
前記光照射装置は、紫外線照射装置であることを特徴とするアライメント装置。
【請求項８】
請求項３〜７のいずれか一つに記載のアライメント装置において、
前記光照射装置に、排気手段を設けたことを特徴とするアライメント装置。
【請求項９】
請求項２記載のアライメント装置において、
前記熱電半導体素子が、被光照射面となるウエハチャック底面に接続されていることを特徴とするアライメント装置。
【請求項１０】
請求項２記載のアライメント装置において、
前記熱電半導体素子が、ウエハチャック周辺部に接続されていることを特徴とするアライメント装置。
【請求項１１】
請求項２〜１０のいずれか一つに記載のアライメント装置において、
前記熱電半導体素子が、少なくとも２段以上重ねて接続されていることを特徴とするアライメント装置。
【請求項１２】
請求項２〜１１のいずれか一つに記載のアライメント装置において、
前記熱電半導体素子の放熱面に放熱装置を設置したことを特徴とするアライメント装置。
【請求項１３】
請求項２〜１２のいずれか一つに記載のアライメント装置において、
前記熱電半導体素子の出力側に、充電可能な蓄電池を接続したことを特徴とするアライメント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回折格子やホログラム等からなる光学素子や、集積回路、液晶表示素子、ＭＥＭＳなどの製造に使用されるアライメント装置に係り、さらに具体的には、アライメント装置を用いた露光工程時の廃熱を電気に変換し、エネルギーを再利用することができるようにしたアライメント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のアライメント装置としては、例えば図８に示すようなマスクアライナー装置がある。このマスクアライナー装置は、アライメントマーク検出装置１０１、マスクホルダ１０２、マスク１０３、ウエハチャック１０４、ウエハ１０５、ステージ１０６、ステージをＸ，Ｙ，θの各方向に移動するステージＸ，Ｙ，θ移動装置１０７、ステージをｚ方向に移動するｚ軸移動制御装置１０８、ベース１０９、及び紫外線照射装置１１０からなり、ウエハのデバイス形成面に設けられたアライメントマークを有するウエハ１０５をウエハチャック１０４上に固定し、アライメントマーク検出装置１０１を用いて、マスクホルダ１０２側からこのアライメントマークを検出し、一方のマスク１０３に設けたアライメントマークとの位置合わせをし、アライメント終了後、このアライメント位置に対して、マスク１０３に形成されたデバイスパターンを紫外線照射装置１１０によりウエハ１０５に露光する。
この紫外線照射装置１１０は、高圧水銀ランプ等の高熱を発生するランプ１１１を内蔵しているので、その熱による周辺の温度上昇を低減するため、図示しない冷却ファンから送風された空気で紫外線照射装置１１０を冷却しているのが現状である。この際、熱交換された熱風は、そのまま装置外部へ排出され廃熱される。
【０００３】
このような分野の類似技術としては、例えば特許文献１に記載のように、アライメント精度を得るために、ウエハホルダとウエハテーブルにそれぞれ温度制御手段を設けることが提案されている。具体的には、アライメントを行うための基準マークおよび位置計測のための移動鏡を設けたテーブルと露光基板を保持するウエハホルダとがステージに設けられた露光装置において、露光のエネルギーを吸収してウエハの温度が上がり、ウエハホルダに熱伝達され、ウエハホルダ、ウエハテーブル、ステージ駆動系等が暖められ、温度上昇により移動鏡および基準マークの位置関係が変化し、露光時に正確なアライメントや位置決めができなくなるという問題に対し、ウエハホルダとウエハテーブルにそれぞれ熱冷媒等を循環した温度制御手段を接触させ、露光時のウエハ温度上昇によるウエハホルダ側への熱の移動を制御することで、ウエハテーブルを熱的に安定化し、正確な露光動作を行うことができるようにした露光装置を提案している。
しかしながら、この露光装置は、露光時の温度上昇を予測して熱媒体の温度を変化させ、ウエハホルダの温度上昇を制御するものであり、廃熱を利用することについては何ら考慮されていなかった。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−５０５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、アライメント露光を行う際に、露光手段または装置本体で発生した熱を有効利用（リサイクル）することができる構成のアライメント装置を提供することを目的とし、より具体的には、露光手段または装置本体で発生した熱を電気に変換することができる構成のアライメント装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、露光手段または装置本体で発生した熱を効率的に熱電変換することができるアライメント装置を提供することを目的とし、さらには、熱電変換した電気エネルギーを蓄電することができる構成のアライメント装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明では以下のような手段を採っている。
本発明の第１の手段は、アライメントマークを検出するアライメントマーク検出手段と、露光用パターンが形成されたマスクを固定するマスク固定手段と、ウエハを固定するウエハチャック手段と、前記ウエハチャック手段を載置したステージをＸ，Ｙ，Ｚ，θの各方向に移動するステージ移動手段と、前記マスクのパターンを前記ウエハに露光する露光手段とを備えた構成のアライメント装置において、前記露光手段または装置本体で発生した熱を電気に変換する熱電変換手段を備えたことを特徴とする（請求項１）。
また、第２の手段は、第1の手段のアライメント装置において、前記熱電変換手段が、熱電半導体素子であることを特徴とする（請求項２）。
【０００７】
第３の手段は、第２の手段のアライメント装置において、前記熱電半導体素子が、前記露光手段である光照射装置に接続されていることを特徴とする（請求項３）。
第４の手段は、第３の手段のアライメント装置において、前記光照射装置に接続された熱電半導体素子は、前記光照射装置のランプハウスの防熱板または集熱板に接続されていることを特徴とする（請求項４）。
第５の手段は、第３の手段のアライメント装置において、前記熱電半導体素子は、前記光照射装置の反射ミラーに接続されていることを特徴とする（請求項５）。
第６の手段は、第３の手段のアライメント装置において、前記熱電半導体素子は、前記光照射装置の内部に設けた放熱板または集熱板あるいは伝熱板に接続されていることを特徴とする（請求項６）。
第７の手段は、第３〜第６のいずれか一つの手段のアライメント装置において、前記光照射装置は、紫外線照射装置であることを特徴とする（請求項７）。
第８の手段は、第３〜第７のいずれか一つの手段のアライメント装置において、前記光照射装置に、排気手段を設けたことを特徴とする（請求項８）。
【０００８】
第９の手段は、第２の手段のアライメント装置において、前記熱電半導体素子が、被光照射面となるウエハチャック底面に接続されていることを特徴とする（請求項９）。
第１０の手段は、第２の手段のアライメント装置において、前記熱電半導体素子が、ウエハチャック周辺部に接続されていることを特徴とする（請求項１０）。
【０００９】
第１１の手段は、第２〜第１０のいずれか一つの手段のアライメント装置において、前記熱電半導体素子が、少なくとも２段以上重ねて接続されていることを特徴とする（請求項１１）。
第１２の手段は、第２〜第１１のいずれか一つの手段のアライメント装置において、前記熱電半導体素子の放熱面に放熱装置を設置したことを特徴とする（請求項１２）。
第１３の手段は、第２〜第１２のいずれか一つの手段のアライメント装置において、前記熱電半導体素子の出力側に、充電可能な蓄電池を接続したことを特徴とする（請求項１３）。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、アライメントマークを検出するアライメントマーク検出手段と、露光用パターンが形成されたマスクを固定するマスク固定手段と、ウエハを固定するウエハチャック手段と、前記ウエハチャック手段を載置したステージをＸ，Ｙ，Ｚ，θの各方向に移動するステージ移動手段と、前記マスクのパターンを前記ウエハに露光する露光手段とを備えた構成のアライメント装置において、前記露光手段または装置本体で発生した熱を電気に変換する熱電変換手段を備えたことにより、露光手段または装置本体で発生した熱を電気に変換して有効利用（リサイクル）することができる。
【００１１】
より具体的には、露光手段である光照射装置（例えば紫外線照射装置）のランプの熱を直接受けるランプハウス内の防熱板または集熱板、あるいは光照射装置の反射ミラー、あるいは光照射装置の内部に設けた放熱板または集熱板あるいは伝熱板等に、熱を電気に変換する熱電半導体素子を備えたことにより、熱を電気に変換することが可能となり、エネルギーを捨てることなく有効に使えるアライメント装置を実現することができる。
【００１２】
また、前記熱電半導体素子を、装置本体側の被光照射面となるウエハチャック底面に接続することにより、ウエハチャックの熱を電気に変換することが可能となり、エネルギーを捨てることなく有効に使えるアライメント装置を実現することができ、かつ、ウエハチャックの温度上昇も低減することができる。
さらにまた、前記熱電半導体素子をウエハチャック周辺部に接続することにより、ウエハチャックの熱を電気に変換することが可能となり、エネルギーを捨てることなく有効に使えるアライメント装置を実現することができ、かつ、ウエハチャックの温度上昇も低減することができる。
【００１３】
さらに、本発明のアライメント装置では、前記熱電半導体素子を、少なくとも２段以上重ねて接続することにより、効率よく電力を得ることが可能となる。
また、前記熱電半導体素子の放熱面に放熱装置を設置し、空気との接触面積を拡大するとともに、冷却ファン等により外気を装置内部に取り入れ、放熱装置に冷気を接触させて放熱させることにより、熱電変換素子に大きな温度差をつけることができ、大きな電力を得ることが可能となる。
さらにまた、前記熱電変換手段の出力側に、充電可能な蓄電池（バッテリー）を接続したことにより、余剰電力を蓄電することが可能となり、電力の有効利用が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図示の実施例に基いて詳細に説明する。
【実施例】
【００１５】
［実施例1］
最初に、アライメント装置の第一の実施例について説明する。
図1は本発明の第一の実施例を示すアライメント装置の概略断面図である。図1に示すようにアライメント装置は、アライメント本体１０と、このアライメント本体の上側に配置された露光手段である光照射装置２０とから構成されている。
アライメント装置は、概略的には、アライメント装置によってデバイスパターンを形成した第一の基板（露光基板）であるマスク（例えばガラスマスク）１３と、レジストをコーテイングした第二の基板であるウエハ１５とを位置合わせして、光照射装置２０によりガラスマスク１３を通して、ウエハ１５のレジストに光を照射するものである。
【００１６】
アライメント装置は、詳細には、アライメントを検出するアライメント検出装置１１と、ガラスマスク１３を固定するマスクホルダ１２と、ウエハ１５を固定するウエハチャック（ウエハホルダ）１４と、ウエハチャック１４を載置したウエハテーブル１６を備えており、マスクホルダ１２には、真空排気口１２ｂを介して図示しない真空ポンプに接続されているマスク吸着溝１２ａが設けられており、このマスク吸着溝１２ａによりガラスマスク１３が真空吸着されてマスクホルダ１２に固定される。他方、ウエハチャック１４には、真空排気口１４ｂを介して図示しない真空ポンプに接続されているウエハ吸着溝１４ａが設けられており、このウエハ吸着溝１４ａによりウエハ１５がウエハチャック１４に固定される。なお、ウエハテーブル１６上に載置されたウエハチャック１４は、該ウエハチャック１４をＸ，Ｙ，θの各方向に移動するステージ移動装置１７に接続されている。また、ウエハチャック１４を載置したウエハテーブル１６はｚ軸移動制御装置１８を介してベース１９上に設置され、ウエハステージ部を構成している。さらにウエハテーブル１６上には、露光光の光量を測定する照射量モニタ１６ａが設置されている。
【００１７】
次に光照射装置２０の一例を図２（ａ）に示す。この光照射装置２０は紫外光照射装置の例であり、光源である高圧水銀ランプ２１と、凹面鏡２２と、反射ミラー２３と、レンズ２４と、シャッター２５と、反射ミラー２６と、コリメートレンズ２７を備えており、凹面鏡２２の外側にはランプハウス２９が設けられ、このランプハウス２９には集熱板３０が設けられている。さらに、この集熱板３０にはビスマス（Ｂｉ）・テルル（Ｔｅ）化合物材料でできた熱電半導体素子からなる熱電変換素子３１がボルトで接続され、この熱電変換素子３１の裏面には放熱フィンを有した放熱装置（冷却装置）３３が接続されている。さらには、放熱装置３３に冷風を送るために、外気取り入れ口２８と、装置内の空気を排気する排気手段（冷却ファン）３４が設けられている。そして、以上の各部材は、その周囲を囲むように設けられた筐体３５に収納されている。
【００１８】
光照射装置（紫外光照射装置）２０の高圧水源ランプから発生した紫外光は、凹面鏡２２で集光され、複数回反射ミラー２３，２３により反射され、出射口のコリメートレンズ２７によりコリメートされ出射される。この高圧水源ランプ２１から放熱された熱は凹面鏡２２の外部に設けた集熱板３０、例えば酸化性雰囲気で加熱処理し、表面に褐色もしくは黒色の酸化皮膜を付けた厚み３ｍｍの１８Ｃｒ−８Ｎｉステンレス鋼製の集熱板３３に、効率よく吸収されて、集熱板３０を通して熱電変換素子３１の表面の温度が上昇する。一方、冷却ファン３４の駆動により、出射口のレンズ付近に設けた外気取り入れ口２８から取り入れた外気で熱電変換素子３１に接続した放熱装置３３の放熱フィンを冷却することで、熱電変換素子３１の両端の温度差を大きくでき、大きな熱起電力を得ることができる。そして、この熱起電力は、図示しない電力取り出し用配線を通して外部に取り出される。このようにして得た電力は、アライメント装置の表示パネル等の電気エネルギーとして供給される。また、放熱装置３３の放熱フィンを冷却した気体は、冷却ファン３４で装置外へ排気される。
【００１９】
本発明で用いた熱電変換素子（熱電半導体素子）３１の構成は、図２（ｂ）に示すように、ビスマス（Ｂｉ）・テルル（Ｔｅ）からなるＰ型熱電半導体素子３１ａとＮ型熱電半導体素子３１ｂを対としたペルチェ素子３１ｆを複数個形成し、電極３１ｃの配線後、両端をセラミックス基板３１ｄ，３１ｅで挟み固定したものであり、外形が３０ｍｍ角のペルチェ素子３１ｆを４０ｍｍピッチで配列し、それぞれの電極３１ｃを直列に接続して熱電変換素子３１としたものである。そして、この熱電変換素子３１の一面を冷却するための放熱フィン３３ｂを有する放熱装置３３の支持体３３ａを、伝熱板３２を介して熱電変換素子３１に接続した。
なお、本実施例では、熱電変換素子（熱電半導体素子）３１にビスマス（Ｂｉ）・テルル（Ｔｅ）を用いたが、これに限定するものではなく、他の熱電半導体材料を用いてもよい。
【００２０】
次に本実施例のアライメント装置でパターニングされるウエハについて説明する。はじめに、直径φ１００ｍｍ、厚み０.５２５ｍｍのシリコン（Ｓｉ）製ウエハ上にポジ型のレジストをスピンコート法により１．１μｍの厚さに塗布し、９０℃で３０分間のプリベークを行った。その後、ウエハ１５をアライメント装置のウエハチャック（ウエハホルダ）１４上に固定し、他方、１０００周期あるduty１．０の幅５．０μｍのラインアンドスペースのデバイスパターンと、ライン幅３０μｍ、長さ１３０μｍの十字形状アライメントパターンを形成したガラスマスク（アライメントマスク）１３をマスクホルダ１２に固定し、ウエハチャック１４を載置したウエハテーブル１６をｚ軸移動制御装置１８で上昇し、ウエハ１５をマスク１３と密着させた後、光照射装置（紫外光照射装置）２０のシャッタ２５を開き、波長４６５ｎｍ、照射強度１００ｍＷ／ｃｍ２の紫外光を１０秒間、マスク１３を通してウエハ１５上のレジストに照射し、マスク１３のデバイスパターンとアライメントパターンをレジストに露光した。
【００２１】
露光後、ウエハチャック１４を載置したウエハテーブル１６をｚ軸移動制御装置１８で下降し、ウエハ１５をウエハチャック１４から取り外した後、現像液ＮＭＤ−３を用いて現像を行い、１００℃で３０分のポストベークを行い、周期的なレジストパターンを完成させた。その後、スパッタ法によって前記のレジストパターン上にアルミニウム（Ａｌ）を蒸着し、引き続きアセトンを用いてレジストを溶解してＡｌのリフトオフを行い、レジストパターンを反転させたＡｌパターンを完成させた。その後、日本真空技術社製  ＮＬＤ−８００エッチング装置を用いて、基板バイアス２００Ｗ、アンテナ電力１ＫＷ、酸素ガス４０ＳＣＣＭ、基板温度−３０℃のエッチング条件で、前記のＡｌパターンを金属マスクにして、有機複屈折膜を深さ４μｍエッチングした。その後、リン酸系のＡｌエッチング液を用いてＡｌパターンを除去し、１０００周期ある凹凸格子（以後、回折格子と記述する）と、凹凸形状のアライメントマークを形成したウエハを完成させた。
【００２２】
以上に説明した本実施例のアライメント装置においては、光照射装置２０のランプ２１は、通常は装置稼動と同時にランプ２１を点灯し、装置停止時にランプ２１を消し、生産時におけるウエハ等への光照射のｏｎ／ｏｆｆは内蔵したシャッタ２５で行うため、ランプハウス２９を含めたアライメント装置内部の温度が上昇し、特に、光が直接当たる部分の上昇が大きい。このため、本実施例では、この熱を再利用するものであり、例えばランプハウス２９の部分に熱電変換素子３１を多数設置することにより、効率よく熱を電力に変換でき、有効利用することができる。
【００２３】
［実施例２］
図３は本発明の第二の実施例を示すアライメント装置の概略断面図である。本実施例では、実施例１と同様な構成のアライメント装置で、ウエハチャック１４側の底面に熱電変換素子４２を配置し、熱電変換素子４２の放熱面には放熱フィンを有する放熱装置４３を接続し、ウエハ１５上のレジストにマスクパターンを形成するときに発生する熱を熱電変換素子４２で電気に変換した後、蓄電装置（例えばバッテリー）４４に蓄電し、電気として再利用するものである。以下、図３に従い具体的な構成を説明する。なお、ここでは６インチウエハ用アライメント装置を例に説明する。
【００２４】
ウエハチャック１４は外径φ２００ｍｍ、厚み２０ｍｍのアルミニウム板に、ウエハ１５を真空吸着固定する直径φ９２ｍｍ、深さ０．２ｍｍのウエハ吸着溝１４ａを形成したものであり、ウエハ吸着溝１４ａは真空排気口１２ｂを介して図示しない真空ポンプに接続されている。さらに、このウエハチャック１４は断熱材４０を挟んでウエハテーブル１６上のステージ４１に接続されている。このウエハチャック１４の底面には図示しない外径φ１１０ｍｍ、厚み５ｍｍの熱伝達用アルミニウム板が取り付けられており、この熱伝達用アルミニウム板には、図４に示すような、外径φ１１０ｍｍ、厚み０．３ｍｍのアルミナセラミックス基板４５上にビスマス（Ｂｉ）・アンチモン（Ｓｂ）・テルル（Ｔｅ）化合物材料でできたＰ型熱電半導体素子４２ａとＮ型熱電半導体素子４２ｂを直径φ３０ｍｍ、φ５０ｍｍ、φ７０ｍｍの位置に同心円状に３列載置し、直列に電極配線した構成の熱電変換素子４２を接続した。
【００２５】
熱電変換素子４２の電極接続は、図４に示すように、電極１Ｂ−２Ｂ，２Ａ−３Ａを接続し、電極１Ａと３Ｂを取り出し電極とした。この熱電変換素子４２はＰ型熱電半導体素子４２ａとＮ型熱電半導体素子４２ｂの接続によりペルチェ素子として機能し、熱を電力に変換するが、取り出し電極１Ａ，３Ｂから取り出した電力を蓄電するために、充電可能な蓄電池（バッテリー）４４に接続し、この電力を装置の表示パネル等の電源として利用した。なお、アルミニウム板の表面は、粒径１０から２０μｍを用いてガラスビーズブラスト処理を施した後、ブラックアルマイト（陽極酸化）している。熱電変換素子４２の反対面には、放熱装置４３として、外径φ１１０ｍｍに加工したアルミニウム製放熱器を接合し、これをベース１９に固定した。
【００２６】
次に、このアライメント装置を用いて石英ガラス製ウエハのパターニング工程を行う場合の例について説明する。直径φ１００ｍｍ、厚み０.５２５ｍｍの石英ガラス製のウエハ１５上にポジ型のレジストをスピンコート法により１．１μｍの厚さに塗布し、９０℃で３０分間プリベークを行った。その後、石英ガラス製ウエハを本実施例のアライメント装置のウエハチャック１４上に固定し、他方、１００周期あるduty１．０の幅５．０μｍのラインアンドスペースのデバイスパターンと、ライン幅３０μｍ、長さ１３０μｍの十字形状アライメントパターンを形成したアライメントマスク１３をマスクホルダ１２に固定し、ウエハチャック１４を載置したウエハテーブル１６をｚ軸移動制御装置１８で上昇し、ウエハ１５をマスク１３と密着させた後、光照射装置（紫外光照射装置）２０のシャッタ２５を開き、波長４６５ｎｍ、照射強度１００ｍＷ／ｃｍ２の紫外光を１０秒間、マスク１３を通してウエハ１５上のレジストに照射し、マスク１３のデバイスパターンとアライメントパターンをレジストに露光した。その後のプロセスは実施例1と同様に実施した。
【００２７】
以上の露光工程時の光照射でウエハチャック１４の温度が上昇するが、この熱は前述の図示しない熱伝達用アルミニウム板を介して熱電変換素子４２の一方の面に伝熱する。このとき、熱電変換素子４２の他方の面は放熱装置（アルミニウム製放熱器）４３で冷却されているので、この冷却された熱電変換素子４２の他方の面と上記の加熱された面との間に温度差が発生する。この素子内の温度差により熱電変換素子４２に発生した電力は、取り出し電極１Ａ，３Ｂを介して装置外部に接続した充電可能なバッテリー４４に蓄電されるので、装置の表示パネル等の電源として再利用できる。
【００２８】
［実施例３］
図５は本発明の第三の実施例を示すアライメント装置の概略要部断面図である。本実施例では、実施例２と同様な構成のアライメント装置で、 ウエハチャック１４側の底面に熱電変換素子４２Ａ，４２Ｂを２段に配置し、熱電変換素子の放熱側に放熱フィンを有する放熱装置（アルミニウム製放熱器）４３を接続し、ウエハ上のレジストにマスクパターンを形成するとき発生する熱を２段に接続した熱電変換素子４２Ａ，４２Ｂで電気に変換した後、蓄電装置４４Ａ，４４Ｂに蓄電し、電気として再利用したものである。以下、図５に従い具体的な構成を説明する。なお、ここでは６インチウエハ用アライメント装置を例に説明する。
【００２９】
ウエハチャック１４は外径φ２００ｍｍ、厚み２０ｍｍのアルミニウム板に、ウエハ１５を真空吸着固定する直径φ９２ｍｍ、深さ０．２ｍｍのウエハ吸着溝１４ａを形成したものであり、ウエハ吸着溝１４ａは真空排気口１２ｂを介して図示しない真空ポンプに接続されている。さらに、このウエハチャック１４は断熱材４０を挟んでウエハテーブル１６上のステージ４１に接続されている。このウエハチャック１４の底面には図示しない外径φ１１０ｍｍ、厚み５ｍｍの熱伝達用シリコン板が取り付けられており、この熱伝達用シリコン板には、外径φ１１０ｍｍ、厚み０．３ｍｍのアルミナセラミックス基板４５上にビスマス（Ｂｉ）・アンチモン（Ｓｂ）・テルル（Ｔｅ）化合物材料でできたＰ型熱電半導体素子とＮ型熱電半導体素子を直径φ３０ｍｍ、φ７０ｍｍの位置に同心円状に２列載置し、直列に電極配線した構成の熱電変換素子４２Ａ，４２Ｂを2段に接続した。各段内の電極は図４と同様に直列に接続し、1段と2段の熱電変換素子４２Ａ，４２Ｂはそれぞれ並列に電極を取り出し、充電可能な2つのバッテリー４４Ａ，４４Ｂにそれぞれ接続した。
【００３０】
本素子の断面構成は０．３ｍｍ厚アルミナセラミックス基板−熱電変換素子−０．３ｍｍ厚アルミナセラミックス基板−アルマイトブラック処理した５ｍｍ厚のアルミニウム板−０．３ｍｍ厚アルミナセラミックス基板−熱電変換素子−０．３ｍｍ厚アルミナセラミックス基板−放熱装置（放熱器）の構成としている。
【００３１】
次に、このアライメント装置を用いて石英ガラス製ウエハのパターニング工程を行う場合の例について説明する。直径φ１００ｍｍ、厚み０.５２５ｍｍの石英ガラス製のウエハ１５上にポジ型のレジストをスピンコート法により１．１μｍの厚さに塗布し、９０℃で３０分間プリベークを行った。その後、石英ガラス製ウエハを本実施例のアライメント装置のウエハチャック１４上に固定し、他方、１００周期あるduty１．０の幅５．０μｍのラインアンドスペースのデバイスパターンと、ライン幅３０μｍ、長さ１３０μｍの十字形状アライメントパターンを形成したアライメントマスク１３をマスクホルダ１２に固定し、ウエハチャック１４を載置したウエハテーブル１６をｚ軸移動制御装置１８で上昇し、ウエハ１５をマスク１３と密着させた後、光照射装置（紫外光照射装置）２０のシャッタ２５を開き、波長４６５ｎｍ、照射強度１００ｍＷ／ｃｍ２の紫外光を１０秒間、マスク１３を通してウエハ１５上のレジストに照射し、マスク１３のデバイスパターンとアライメントパターンをレジストに露光した。その後のプロセスは実施例1と同様に実施した。
【００３２】
以上の露光工程時の光照射でウエハチャック１４の温度が上昇するが、この熱は前述の図示しない熱伝達用シリコン板を介して１段目の熱電変換素子４２Ａに伝熱し、１段目の熱電変換素子４２Ａの表面の温度が上昇し、２段目の熱電変換装置４２Ｂとの間で温度差が生じ電力が発生する。この電力を外部の充電可能なバッテリー４４Ａに蓄電する。さらに、１段目の熱電変換素子４２Ａの熱が２段目の熱電変換素子４２Ｂに移動し、２段目の熱電変換素子表面の温度が上昇し、２段目の熱電変換素子４２Ｂ側に設けた放熱装置４３との間で温度差が生じ電力が発生する。この２段目の熱電変換素子４２Ｂ内の温度差により発生した電力を外部の接続した充電可能なバッテリー４４Ｂに蓄電する。このように、２段に設けた熱電変換素子４２Ａ，４２Ｂに発生した電力は、それぞれ装置外部に接続した充電可能なバッテリー４４Ａ，４４Ｂに蓄電されるので、装置の表示パネル等の電源として再利用できる。
【００３３】
［実施例４］
図６は本発明の第四の実施例を示すアライメント装置の光照射装置及び熱電変換素子の構成説明図である。本実施例では、実施例１と同様な構成のアライメント装置で、 光照射装置２０の内部の第一及び第二の反射ミラー２３，２６の裏面に熱電変換素子３１を配置し、熱電変換素子３１の放熱面には放熱フィンを有する放熱装置３３を接続し、反射ミラー２３，２６の熱を電気に変換するものである。さらには、装置内部に集熱板３０，３６を設け、これに熱電変換素子３１を接続し、熱電変換素子３１の放熱面にはそれぞれ放熱フィンを有する放熱装置３３を接続した構成とした。以下、図６（ａ），（ｂ）に従い具体的な構成を説明する。
【００３４】
第一、第二の反射ミラー２３，２６の裏面にそれぞれ反射ミラーとほぼ同等の形状寸法の外形１５０ｍｍ角、厚み５ｍｍの熱伝達用カーボンファイバー板３７を取り付け、これに、外形１００ｍｍ角のアルミナセラミックス基板３１ｄ上に、ビスマス（Ｂｉ）・アンチモン（Ｓｂ）・テルル（Ｔｅ）化合物材料でできた熱電半導体素子からなる外形２５ｍｍ角の熱電変換素子３１をセラミック基板のセンター振り分けで、３０ｍｍピッチで９枚載置した後、別のセラミック基板３１ｅで挟み込み、その後、図示しない半田を用いて電極とセラミックス基板を接合し固定した。そして、一方の面には、冷却するための伝熱板３２を介して放熱装置（アルミニウム製放熱フィン）３３を設けた後、熱電変換素子３１をボルトで第一及び第二の反射ミラー２３，２６に接続した。なお、この９個の熱電変換素子３１は直列に接続してある。また、この熱電変換素子３１から取り出した電力は充電可能なバッテリー（図示せず）に蓄電した。そして、この電力を装置の表示パネル等の電源として利用した。
【００３５】
次に、このアライメント装置を用いて石英ガラス製ウエハのパターニング工程を行う場合の例について説明する。直径φ１００ｍｍ、厚み０.５２５ｍｍの石英ガラス製のウエハ１５上にポジ型のレジストをスピンコート法により１．１μｍの厚さに塗布し、９０℃で３０分間プリベークを行った。その後、石英ガラス製ウエハを本実施例のアライメント装置のウエハチャック１４上に固定し、他方、１００周期あるduty１．０の幅５．０μｍのラインアンドスペースのデバイスパターンと、ライン幅３０μｍ、長さ１３０μｍの十字形状アライメントパターンを形成したアライメントマスク１３をマスクホルダ１２に固定し、ウエハチャック１４を載置したウエハテーブル１６をｚ軸移動制御装置１８で上昇し、ウエハ１５をマスク１３と密着させた後、光照射装置（紫外光照射装置）２０のシャッタ２５を開き、波長４６５ｎｍ、照射強度１００ｍＷ／ｃｍ２の紫外光を１０秒間、マスク１３を通してウエハ１５上のレジストに照射し、マスク１３のデバイスパターンとアライメントパターンをレジストに露光した。その後のプロセスは実施例1と同様に実施した。
【００３６】
以上に説明した本実施例のアライメント装置においては、光照射装置２０のランプ２１は、通常は装置稼動と同時にランプ２１を点灯し、装置停止時にランプ２１を消し、生産時におけるウエハ等への光照射のｏｎ／ｏｆｆは内蔵したシャッタ２５で行うため、ランプハウス２９を含めたアライメント装置内部の温度が上昇してくる。特に、第一、第二の反射ミラー２３，２６は常時紫外線に曝されており、一部の光を吸収し温度が上昇する。本実施例では、この熱を再利用するものであり、この第一、第二の反射ミラー２３，２６の部分に熱電変換素子３１を設置したことで、効率よく熱を電気に変換して利用することができる。さらには、この吸熱により、第一、第二の反射ミラー２３，２６の温度上昇を抑えることが可能となる。また、余剰電力は、図示しない外部に接続した蓄電装置に蓄えるので、有効に利用することができる。
【００３７】
［実施例５］
図７は本発明の第五の実施例を示すアライメント装置の概略断面図である。本実施例では、実施例１と同様な構成のアライメント装置で、ウエハチャック１４の側面に伝熱板５０を介して熱電変換素子５１を配置し、熱電変換素子５１の放熱面に放熱フィンを有する放熱装置５２を接続し、熱電変換素子５１からでた電力を取り出し線を介して図示しない充電可能な蓄電装置（バッテリー）に接続したものである。以下、図７に従い具体的な構成を説明する。なお、ここでは６インチウエハ用アライメント装置を例に説明する。
【００３８】
ウエハチャック１４は外径φ２００ｍｍ、厚み２０ｍｍのアルミニウム板に、ウエハ１５を真空吸着固定する直径φ９２ｍｍ、深さ０．２ｍｍのウエハ吸着溝１４ａを形成したものであり、ウエハ吸着溝１４ａは真空排気口１２ｂを介して図示しない真空ポンプに接続されている。さらに、このウエハチャック１４は断熱材４０を挟んでウエハテーブル１６上のステージ４１に接続されている。このウエハチャック１４の側面には、図示しない２２０ｍｍ角の中央部を直径φ２００ｍｍでくり貫いた、厚み２０ｍｍの熱伝達用アルミニウム板５０を取り付け、この熱伝達用アルミニウム板５０に、ビスマス（Ｂｉ）・テルル（Ｔｅ）化合物材料でできたＰ型熱電半導体素子とＮ型熱電半導体素子とで構成した熱電変換素子を幅３０ｍｍ、高さ２０ｍｍに設置し、それぞれ直列に電極配線した構成の複数の熱電変換素子５１を接続した。電極配線はこの電極から取り出した電力を蓄電するために図示しない充電可能な蓄電池（バッテリー）に接続してある。また、熱電変換素子５１の反対面には、放熱装置４３としてアルミニウム製放熱器が接続されている。
【００３９】
次に、このアライメント装置を用いて石英ガラス製ウエハのパターニング工程を行う場合の例について説明する。直径φ１００ｍｍ、厚み０.５２５ｍｍの石英ガラス製のウエハ１５上にポジ型のレジストをスピンコート法により１．１μｍの厚さに塗布し、９０℃で３０分間プリベークを行った。その後、石英ガラス製ウエハを本実施例のアライメント装置のウエハチャック１４上に固定し、他方、１００周期あるduty１．０の幅５．０μｍのラインアンドスペースのデバイスパターンと、ライン幅３０μｍ、長さ１３０μｍの十字形状アライメントパターンを形成したアライメントマスク１３をマスクホルダ１２に固定し、ウエハチャック１４を載置したウエハテーブル１６をｚ軸移動制御装置１８で上昇し、ウエハ１５をマスク１３と密着させた後、図示しない光照射装置（紫外光照射装置）のシャッタを開き、波長４６５ｎｍ、照射強度１００ｍＷ／ｃｍ２の紫外光を１０秒間、マスク１３を通してウエハ１５上のレジストに照射し、マスク１３のデバイスパターンとアライメントパターンをレジストに露光した。その後のプロセスは実施例1と同様に実施した。
【００４０】
以上の露光工程時の光照射でウエハチャック１４の温度が上昇するが、この熱は前述の熱伝達用アルミニウム板５０を介して熱電変換素子５１の一方の面に伝熱する。このとき、熱電変換素子５１の他方の面は放熱装置（アルミニウム製放熱器）５２で冷却されているので、この冷却された熱電変換素子５１の他方の面と上記の加熱された面との間に温度差が発生する。この素子内の温度差により熱電変換素子５１に発生した電力は、図示しない装置外部に接続した充電可能なバッテリーに蓄電されるので、装置の表示パネル等の電源として再利用できる。
なお、本実施例では比較的低い温度、具体的には温度差１００℃以下での使用を目的としているので、熱電半導体素子にビスマス（Ｂｉ）・テルル（Ｔｅ）化合物を用いているが、他の材料系の熱電半導体素子でも同様な効果が期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上に説明した本発明のアライメント装置は、回折格子やホログラム等からなる光学素子や、集積回路、液晶表示素子、ＭＥＭＳなどの製造時における露光工程に好適に利用することができる。そして、露光工程時に発生する熱を利用して電力に変換でき、また、その電力を蓄電することができるので、廃熱（エネルギー）を捨てることなく有効利用することができ、地球温暖化対策等の環境保護にも役立つ。
【００４２】
また、本発明のアライメント装置は、露光・パターニング工程の後、パターニングされたウエハに、他の基板やウエハ等を接合する工程に好適に利用することができる。
一例としては、前述の実施例で述べたような工程でデバイスパターン（例えば回折格子、ホログラム、回路素子、配線パターン等）やアライメントマークをパターニングしたウエハを作製した後、このウエハ１５をアライメント装置のウエハチャック１４に真空吸着で固定し、ウエハ上に紫外線硬化接着剤等の透明接着剤を滴下する。次にマスクホルダ１２側にアライメントマークを付けた別の基板（ウエハ状の透明基板、または同様にパターニングされたウエハ等）を真空吸着で固定し、アライメントマーク検出装置１１でウエハと基板のアライメントマークを検出しながら、ステージ移動装置１７でＸ，Ｙ，θの各方向に移動して位置合せを行なった後、ｚ軸移動制御装置１８でウエハテーブル１６を上昇させてウエハを基板に密着させる。次に紫外線照射装置２０で紫外線を照射し接着剤を硬化させる。この後、マスクホルダ１２側の真空吸着を解除し、ｚ軸移動制御装置１８でウエハテーブル１６を下降する。そしてウエハチャック１４側の真空吸着を解除し、基板が接合されたウエハを取り出す。
以上のように、本発明のアライメント装置を用いることにより、接合工程時の位置合わせを正確に行うことができ、接合工程を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第一の実施例を示すアライメント装置の概略断面図である。
【図２】図１に示すアライメント装置に用いられる光照射装置と熱電変換素子の構成例を示す構成説明図である。
【図３】本発明の第二の実施例を示すアライメント装置の概略断面図である。
【図４】図３に示すアライメント装置に用いられる熱電変換素子の構成例を示す概略平面図である。
【図５】本発明の第三の実施例を示すアライメント装置の概略要部断面図である。
【図６】本発明の第四の実施例を示すアライメント装置の光照射装置及び熱電変換素子の構成説明図である。
【図７】本発明の第五の実施例を示すアライメント装置の概略要部断面図である。
【図８】従来技術の一例を示すアライメント装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０：アライメント本体
１１：アライメントマーク検出装置
１２：マスクホルダ
１３：マスク
１４：ウエハチャック（ウエハホルダ）
１５：ウエハ
１６：ウエハテーブル
１７：ステージ移動装置
１８：ｚ軸移動制御装置
１９：ベース
２０：光照射装置（露光手段）
２１：ランプ
２２：凹面鏡
２３：第一の反射ミラー
２４：レンズ
２５：シャッター
２６：第二の反射ミラー
２７：コリメートレンズ
２８：外気取り入れ口
２９：ランプハウス
３０，３６：集熱板
３１，４２，５１：熱電変換素子
３２，５０：伝熱板
３３，４３，５２：放熱装置
３４：冷却ファン（排気手段）
３５：筐体
４０：断熱材
４１：ステージ
４４，４４Ａ，４４Ｂ：蓄電装置（バッテリー）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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